[发明专利]聚丁二烯基水性聚氨酯及其改性乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水性聚氨酯制备方法技术领域，特别涉及聚丁二烯基水性聚氨酯及其改性乳液的制备方法。

背景技术

中国专利94191523.9提出的一种用于聚烯烃基体底涂料的填料浆，由于只是将聚烯烃与聚氨酯共混，未通过化学反应将聚烯烃直接引入聚氨酯中，存在稳定性和相容性不高的缺点。

中国专利96112978.6提出了一种能同时满足对聚烯烃的粘合性和耐久性的聚氨酯类树脂粘合剂胶粘剂，但该产品为溶剂型，存在环保方面的问题。

中国专利95104528.8制备的一种具有良好缓冲性质的以聚二烯多元醇和蓖麻油为基的聚氨酯弹性体，在金属夹层板或涂层板等多层复合材料中作缓冲树脂用，取得很好效果，但该配方也是溶剂型聚氨酯，也存在环保方面的问题。

中国专利申请CN1259155A提供了由羟基封端的聚二烯烃聚合物制备的聚烯烃/热塑性聚氨酯组合物的制备方法，所得到的相容性好的聚烯烃/热塑性聚氨酯组合物可用于涂料和胶粘剂，但未涉及水性产品。

发明内容

本发明的目的是提出一种聚丁二烯基水性聚氨酯及其改性乳液的制备方法，以克服现有技术的上述缺陷。

本发明的聚丁二烯基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：以聚丁二烯基水性聚氨酯乳液中非水和非溶剂组分的重量为基准，将占10～40wt％的低聚物多元醇、10～40wt％的端羟基聚丁二烯橡胶和5～50wt％的异氰酸酯于60～90℃反应1～3小时，再加入0.1～10wt％的扩链剂、3～10wt％的亲水性扩链剂、0.1～1wt％的催化剂和5～100％wt的溶剂，于50～70℃反应2～5小时，降温到20～45℃，再在800～4000转/分的高速剪切下加入2～10wt％的中和剂和150～500wt％的水进行乳化，得到聚丁二烯基水性聚氨酯乳液；再将聚丁二烯基水性聚氨酯乳液在0～60℃和-0.1～-0.05MPa条件下脱去溶剂，即得到聚丁二烯基水性聚氨酯。

本发明的聚丁二烯基水性聚氨酯改性乳液的制备方法，其特征在于：以聚丁二烯基水性聚氨酯改性乳液重量为基准，将占10～50wt％的上述制备的聚丁二烯基水性聚氨酯乳液与1～5wt％的乳化剂、30～50wt％的水和0.05～2wt％的引发剂混合均匀，升温至60～80℃后，滴加15～40wt％的乙烯基单体，在2～4小时滴完，继续恒温在60～85℃反应2-4小时，再升温到85-90℃反应0.5-1小时，然后降到室温出料，过滤，即得聚丁二烯基水性聚氨酯改性乳液。

所述低聚物多元醇包括聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇和/或丙烯酸酯多元醇，它们为分子量在1000～4000的低聚物多元醇。

所述端羟基聚丁二烯橡胶的分子量为300～7000，优选分子量为1000-3000的端羟基聚丁二烯橡胶；它们的官能度为1-5，优选1.8-3。

所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)或1，12-十二烷二异氰酸酯(C₁₂DDI)。

所述扩链剂包括二官能度的1，4-丁二醇、己二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、乙二胺或己二胺，或三官能度的三羟甲基丙烷、甘油或蓖麻油。

所述亲水性扩链剂包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羧基半酯、氨基酸、二氨基苯甲酸或马来酸酐。

所述中和剂包括三乙胺、三甲胺、NaOH或LiOH。

所述溶剂包括丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N，N-二甲基酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

所述乙烯基单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、苯乙烯、丙烯酸、乙烯甲酯、乙烯乙酯、乙烯丙酯和/或乙烯丁酯。

所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁腈。

所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或辛烷基酚聚氧乙烯醚。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

由于本发明将具有很好低温柔顺性的端羟基聚丁二烯橡胶通过化学共聚的方法引入聚氨酯链中，克服了中国专利94191523.9中只是将聚烯烃与聚氨酯物理共混，未通过化学反应将聚烯烃直接引入聚氨酯中而造成的相容性不好的问题；本发明通过水性聚氨酯的制备工艺，得到以水为溶剂的树脂，解决了中国专利96112918.6，95104528.8和CN1259155A所提出的溶剂型聚烯烃聚氨酯产品不环保的问题。